Работа солнечной батареи

Как работают солнечные батареи

Любовь Карась

В рамках международных программ по устойчивому развитию и глобального «озеленения» специалисты ищут альтернативные источники энергии. Одним из таких решений являются солнечные батареи, которые все чаще используются в новых домах — в том числе в России. Т&Р рассказывают, как рассчитать необходимую для солнечных батарей энергию, и объясняют, почему их нельзя считать полностью экологичными.

Устройство солнечных батарей

Согласно данным Statista, мировая мощность солнечных батарей выросла с 5 гигаватт в 2005 году до 509,3 гигаватта к 2018 году. В одной только Германии совокупное количество солнечных батарей достигло 42,4 гигаватта. Эта технология остается одним из наиболее финансируемых возобновляемых источников , а стоимость рынка солнечной энергии продолжает расти.

Система с солнечными батареями может полностью обеспечивать электроэнергией средний дом в течение нескольких часов, если он подключен к сети. Даже если электричество отключить, батареи продолжат работу .

Система накопления солнечной энергии состоит из четырех основных частей:

Солнечные панели — они обеспечивают электричеством систему при достаточном солнечном свете.

Контроллеры заряда солнечных батарей — управляют мощностью, поступающей в батареи, и предотвращают обратный ток, который истощает батареи, когда солнце не светит.

Батареи — запасают энергию постоянного тока от солнечных панелей для последующего использования в доме.

Инвертор — преобразует мощность постоянного тока от солнечных панелей или батарей в мощность переменного тока для дома.

Две кремниевые пластины покрыты разными веществами (бор и фосфор). На пластинке с фосфором образуются свободные электроны. Они начинают двигаться под воздействием солнечного света. Образуется электрический ток, который впоследствии направляется в сами батареи, где и накапливается солнечная энергия.

Чем больше панель, тем больше энергии вы можете собрать. Иногда собирается больше энергии, чем необходимо, поэтому на более крупных панелях устанавливается стабилизатор напряжения для управления потоком энергии и предотвращения повреждения батареи. При выборе солнечной батареи нужно знать, сколько энергии она может хранить . Затем вы можете выбрать солнечную панель, которая может пополнить ваш запас энергии в батарее с учетом того, как часто вы пользуетесь какой-то техникой.

Как рассчитать солнечную энергию

Теоретически, чтобы рассчитать энергию солнечной батареи, нужно умножить ватты (солнечной панели) на количество часов нахождения на солнце. Например, если телевизор мощностью 20 Вт будет включен в течение двух часов, его батарея потребует 20×2 = 40 Вт в день.

На практике этот способ не работает, так как есть множество внешних факторов, таких как сезонные различия, климатические и так далее.

Британская организация Solar Technology International приводит пример: в средний зимний день в Великобритании период солнечного света составляет всего один час, в летние дни — около шести часов солнечного света . Таким образом, зимой 10-ваттная панель будет обеспечивать 10-ваттную энергию обратно в батарею (10 Вт x 1 = 10 Вт). А летом 10-ваттная панель будет обеспечивать 60-ваттную энергию обратно в вашу батарею (10 Вт x 6 = 60 Вт).

Солнечные батареи — это экологично?

Для изготовления солнечных панелей требуются едкие химические вещества, такие как гидроксид натрия и плавиковая кислота, а в процессе используется вода, а также электричество, при производстве которых выделяются парниковые газы.

Согласно данным National Geographic, в Китае производитель панелей Jinko Solar столкнулся с протестами, на него подали в суд, так как один из его заводов в восточной провинции Чжэцзян сбрасывал токсичные отходы в близлежащую реку.

Кроме того, до сих пор не решена проблема с переработкой солнечных батарей . Бен Сантаррис, директор по стратегическим вопросам SolarWorld, сказал, что его компания прикладывает усилия по переработке панелей, но результата пока нет. По словам Дастина Малвани, доцента экологических исследований в Государственном университете Сан-Хосе, переработка крайне важна из-за материалов, используемых для изготовления панелей, так как при попадании в мусорку они становятся опасны для окружающей среды. По данным Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation, на переработку солнечных панелей, выпущенных за все время в Японии, потребуется не менее 19 лет .

Принципы работы солнечных батарей и как они устроены

Солнце – это неисчерпаемый источник энергии. Его можно использовать, сжигая деревья или нагревая воду в солнечных нагревателях, преобразуя полученное тепло в электроэнергию. Но есть устройства, превращающие солнечный свет в электричество напрямую. Это солнечные батареи.

Сфера применения

Есть три направления использования солнечной энергии:

  • Экономия электроэнергии. Солнечные панели позволяют отказаться от централизованного электроснабжения или уменьшить его потребление, а также продавать излишки электричества электроснабжающей компании.
  • Обеспечение электроэнергией объектов, подведение к которым линии электропередач невозможно или невыгодно экономически. Это может быть дача или охотничий домик, находящийся далеко от ЛЭП. Такие устройства используются также для питания светильников в отдаленных участках сада или автобусных остановках.
  • Питание мобильных и переносных устройств. При походах, поездках на рыбалку и других подобных мероприятиях есть необходимость зарядки телефонов, фотоаппаратов и прочих гаджетов. Для этого также используются солнечные элементы.

Солнечные батареи удобно применять там, куда нельзя подвести электричество к содержанию ↑

Принцип работы

Элементы солнечных батарей представляют собой пластинки из кремния толщиной 0,3 мм. Со стороны, на которую попадает свет, в пластину добавлен бор. Это приводит к появлению избыточного количества свободных электронов. С обратной стороны добавлен фосфор, что приводит к образованию «дырок». Граница между ними называется p-n переход. При попадании света на пластину, он «выбивает» электроны на обратную сторону. Так появляется разность потенциалов. Вне зависимости от размера элемента, одна ячейка развивает напряжение 0,7 В. Для увеличения напряжения, их соединяют последовательно, а для повышения силы тока – параллельно.

Максимальный КПД панели, а, следовательно, и мощность, достигается при падении света под углом 90 градусов. В некоторых стационарных устройствах батарея поворачивается вслед за солнцем, но это сильно удорожает и утяжеляет конструкцию.

Принцип работы солнечной батареи к содержанию ↑

Преимущества и недостатки применения батарей

У солнечных панелей, как и у любых устройств, есть достоинства и недостатки, связанные с принципом действия и особенностями конструкции.

Достоинства солнечных батарей:

  • Автономность. Позволяют обеспечить электроэнергией удаленные здания или светильники и работу мобильных устройств в походных условиях.
  • Экономичность. Для выработки электроэнергии используется свет солнца, за который не нужно платить. Поэтому ФЭС (фотоэлектрические системы) окупаются за 10 лет, что меньше срока службы, составляющего более 30. Причем 25–30 лет – это гарантийный срок, а фотоэлектростанция будет работать и после него, принося прибыль владельцу. Конечно, необходимо учесть периодическую замену инверторов и аккумуляторных батарей, но все равно, использование такой электростанции помогает экономить средства.
  • Экологичность. При работе устройства не загрязняют окружающую среду и не шумят, в отличие от электростанций, работающих на других видах топлива.
Читайте также:
Расчет тепловой нагрузки на отопление, расчетный показатель, все измерения своими руками: инструкция, фото и видео-уроки, цена

Кроме достоинств, у ФЭС есть недостатки:

  • Высокая цена. Такая система стоит довольно дорого, особенно с учетом цены на аккумуляторные батареи и инверторы.
  • Большой срок окупаемости. Средства, вложенные в фотоэлектростанцию, окупятся только через 10 лет. Это больше, чем основная масса других вложений.
  • Фотоэлектрические системы занимают много места – всю крышу и стены здания. Это нарушает дизайн сооружения. Кроме того, аккумуляторные батареи большой емкости занимают целую комнату.
  • Неравномерность выработки электроэнергии. Мощность устройства зависит от погоды и времени суток. Это компенсируется установкой аккумуляторных батарей или подключением системы к сети. Это позволяет в хорошую погоду днем продавать излишки электроэнергии электрокомпании, а ночью наоборот подключать оборудование к централизованному электроснабжению.

По ссылке вы можете узнать дополнительную информацию о том, что такое солнечные батареи.

Технические характеристики: на что обратить внимание

Главным параметром фотоэлементной системы является мощность. Напряжение такой установки достигает максимума при ярком свете и зависит от количества соединенных последовательно элементов, которое почти во всех конструкциях равно 36. Мощность зависит от площади одного элемента и количества цепочек по 36 штук, соединенных параллельно.

Кроме самих батарей, важно подобрать контроллер зарядки аккумуляторов и инвертор, преобразующий заряд аккумуляторных батарей в напряжение сети, а также сами панели.

В аккумуляторных батареях есть допустимый ток зарядки, который нельзя превышать, иначе система выйдет из строя. Зная напряжение аккумуляторов, легко определить мощность, необходимую для зарядки. Она должна быть больше мощности солнечной электростанции, иначе в солнечный день часть энергии окажется неиспользованной.

Контроллер обеспечивает заряд аккумуляторов и также должен иметь мощность, позволяющую полностью использовать энергию солнца.

К инвертору подключается оборудование, получающее энергию от ФЭС, поэтому его мощность должна соответствовать суммарной мощности электроприборов.

Кроме мощности и напряжения, важно выбрать фирму-производителя. Такое оборудование приобретается на срок несколько десятков лет, поэтому экономить на качестве нельзя. Производители, давно работающие на рынке, это понимают и дорожат своей репутацией. Можно почитать отзывы о них в интернете и выбрать с самыми положительными.

Виды солнечных батарей

Кроме размера и мощности, панели отличаются способом, которым изготавливаются из кремния отдельные элементы.

Внешний вид моно- и поликристаллических панелей

Элементы из монокристаллического кремния

Элементы солнечных батарей, изготовленные из монокристаллического кремния, имеют форму квадрата с закругленными углами. Это связано с технологией изготовления:

  • из расплавленного кремния высокой степени очистки выращивается кристалл цилиндрической формы;
  • после остывания у цилиндра обрезаются края, и основание из круга принимает форму квадрата с закругленными углами;
  • получившийся брусок разрезается на пластины толщиной 0,3 мм;
  • в пластины добавляются бор и фосфор и на них наклеиваются контактные полоски;
  • из готовых элементов собирается ячейка батареи.

Готовая ячейка закрепляется на основании и закрывается стеклом, пропускающим ультрафиолетовые лучи или ламинируется.

Такие устройства отличаются самым высоким КПД и надежностью, поэтому устанавливаются в важных местах, например, в космических аппаратах.

Фотоэлементы из мульти-поликристаллического кремния

Кроме элементов из цельного кристалла, есть устройства, в которых фотоэлементы изготавливаются из поликристаллического кремния. Технология производства похожа. Основное отличие в том, что вместо кристалла круглой формы используется прямоугольный брусок, состоящий из большого количества мелких кристаллов различных форм и размеров. Поэтому элементы получаются прямоугольной или квадратной формы.

В качестве сырья берутся отходы производства микросхем и фотоэлементов. Это удешевляет готовое изделие, но ухудшает его качество. Такие устройства имеют меньший КПД – в среднем 18% против 20–22% у монокристаллических батарей. Однако вопрос выбора достаточно сложный. У разных производителей цена одного киловатт мощности монокристаллических и поликристаллических панелей может быть одинаковой или в пользу любого вида устройств.

Фотоэлементы из аморфного кремния

В последние годы распространение получили гибкие батареи, которые легче жестких. Технология их изготовления отличается от технологии изготовления моно- и поликристаллических панелей – на гибкую основу, обычно стальной лист, напыляются тонкие слои кремния с добавками до достижения необходимой толщины. После этого листы разрезаются, к ним приклеиваются токопроводящие полоски и вся конструкция ламинируется.

Солнечные батареи из аморфного кремния

КПД таких батарей примерно в 2 раза меньше, чем у жестких конструкций, однако, они легче и более прочные за счет того, что их можно сгибать.

Такие приборы дороже обычных, но им нет альтернативы в походных условиях, когда основное значение имеет легкость и надежность. Панели можно нашить на палатку или рюкзак, и заряжать аккумуляторы во время движения. В сложенном виде такие устройства похожи на книгу или свернутый в рулон чертеж, который можно поместить в футляр, напоминающий тубус.

Кроме зарядки мобильных устройств в походе, гибкие панели устанавливаются в электромобилях и электросамолетах. На крыше такие приборы повторяют изгибы черепицы, а если в качестве основы использовать стекло, то оно приобретает вид тонированного и его можно вставить в окно дома или теплицу.

Контроллер заряда для солнечных батарей

У прямого подключения панели к аккумулятору есть недостатки:

  • Аккумулятор с номинальным напряжением 12 В будет заряжаться только при достижении напряжения на выходе фотоэлементов 14,4 В, что близко к максимальному. Это значит, что часть времени батареи заряжаться не будут.
  • Максимальное напряжение фотоэлементов – 18 В. При таком напряжении ток заряда аккумуляторов будет слишком большим, и они быстро выйдут из строя.

Для того чтобы избежать этих проблем необходима установка контроллера заряда. Самыми распространенными конструкциями являются ШИМ и МРРТ.

ШИМ-контроллер заряда

Работа ШИМ-контроллера (широтно-импульсная модуляция – англ. pulse-width modulation – PWM) поддерживает постоянное напряжение на выходе. Это обеспечивает максимальную степень заряда аккумулятора и его защиту от перегрева при зарядке.

Читайте также:
Печь слобожанка своими руками: чертежи с фото и видео

МРРТ-контроллер заряда

МРРТ-контроллер (Maximum power point tracker – слежение за точкой максимальной мощности) обеспечивает такое значение выходного напряжения и тока, которое позволяет максимально использовать потенциал солнечной батареи вне зависимости от яркости солнечного света. При пониженной яркости света он поднимает выходное напряжение до уровня, необходимого для зарядки аккумуляторов.

Такая система есть во всех современных инверторах и контроллерах зарядки

Виды аккумуляторов, используемых в батареях

Аккумуляторы – важный элемент системы круглосуточного электроснабжения дома солнечной энергией.

В таких устройствах используются следующие виды аккумуляторов:

  • стартерные;
  • гелевые;
  • AGM батареи;
  • заливные (OPZS) и герметичные (OPZV) аккумуляторы.

Аккумуляторы других типов, например, щелочные или литиевые дорогие и используются очень редко.

Все эти виды устройств должны работать при температуре от +15 до +30 градусов.

Стартерные аккумуляторы

Самый распространенный тип аккумуляторов. Они дешевы, но обладают большим током саморазряда. Поэтому через несколько пасмурных дней батареи разрядятся даже при отсутствии нагрузки.

Недостатком таких устройств является то, что при работе происходит газовыделение. Поэтому их необходимо устанавливать в нежилом, хорошо проветриваемом помещении.

Кроме того, срок службы таких аккумуляторов до 1,5 лет, особенно при многократных циклах заряд-разряд. Поэтому в долгосрочной перспективе эти устройства окажутся самыми дорогими.

Гелевые аккумуляторы

Гелевые аккумуляторы –изделия, не требующие обслуживания. При работе отсутствует газовыделение, поэтому их можно устанавливать в жилой комнате и помещении без вентиляции.

Такие устройства обеспечивают большой выходной ток, имеют высокую емкость и низкий ток саморазряда.

Недостаток таких приборов в высокой цене и небольшом сроке службы.

AGM батареи

Эти батареи имеют небольшой срок службы, однако, у них есть много преимуществ:

  • отсутствие газовыделения при работе;
  • небольшими размерами;
  • большим количеством (около 600) циклов заряда-разряда;
  • быстрым (до 8 часов) зарядом;
  • хорошей работой при неполном заряде.

AGM батарея изнутри

Заливные (OPZS) и герметичные (OPZV) аккумуляторы

Такие устройства являются самыми надежными и имеют наибольший срок службы. Они обладают низким током саморазряда и высокой энергоемкостью.

Эти качества делают такие приборы наиболее популярными для установки в фотоэлементных системах.

Как определить размер и количество фотоэлементов?

Необходимые размер и количество фотоэлементов зависит от напряжения, силы тока и мощности, которые нужно получить от батареи. Напряжение одного элемента в солнечный день равно 0,5 В. При облачности оно намного ниже. Поэтому для зарядки аккумуляторов 12 В, соединяются последовательно 36 фотоэлементов. Соответственно, для аккумуляторов 24 В необходимо 72 элемента и так далее. Общее их количество зависит от площади одного элемента и необходимой мощности.

Один квадратный метр площади батареи, с учетом КПД, может выдать приблизительно 150 Вт. Точнее можно определить по метеорологическим справочникам, показывающим количество солнечной радиации в месте установки гелиооэлектростанции или в интернете. КПД устройства указан в паспорте.

При изготовлении фотоэлектростации своими руками необходимое количество элементов определяется по мощности одного элемента в данном климате с учетом КПД.

Расчет количества солнечных батарей исходит из необходимого электричества к содержанию ↑

Эффективность солнечных батарей зимой

Несмотря на то что зимой солнце поднимается ниже, поток света уменьшается незначительно, особенно после выпадения снега.

Основных причин, по которым солнечные элементы зимой менее эффективны три:

  • Меняется угол падения лучей. Для того чтобы сохранять мощность, угол наклона батареи необходимо менять хотя бы раз в сезон, а лучше каждый месяц.
  • Снег, особенно влажный, налипает на поверхность устройства. Его необходимо убирать сразу после выпадения.
  • Зимой меньше продолжительность светлого времени суток, а также больше пасмурных дней. Изменить это невозможно, поэтому приходится рассчитывать мощность батареи по зимнему минимуму.

к содержанию ↑

Правила установки

Максимальная мощность панели достигается в положении, при котором солнечные лучи падают перпендикулярно. Это необходимо учитывать при установке. Важно также учесть, в какое время суток минимальная облачность. Если угол наклона крыши и ее положение не соответствуют требованиям, то оно исправляется регулировкой основания.

Между батареей и крышей должен быть воздушный зазор 15–20 сантиметров. Это необходимо для протекания дождя и предохранения от перегрева.

Фотоэлементы плохо работают в тени, поэтому следует избегать располагать их в тени от зданий и деревьев.

Электростанции из солнечных фотоэлементов – это перспективный экологически чистый источник энергии. Их широкое применение позволит решить проблемы с нехваткой энергии, загрязнением окружающей среды и парниковым эффектом.

Как работают солнечные батареи

Cолнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется через сколько-то там миллионов лет, но к тому времени мы уже покинем эту планету или сами, или в виде кучки пепла, которую развеет в космосе очередной огромный камень, налетевший на наш голубой шарик. Именно из-за такой стабильности Солнца его можно и нужно использовать для получения энергии. Люди уже давно научились это делать и сейчас продолжают совершенствовать технологии солнечной энергетики. Но как же работают солнечные панели, батареи и вообще, как можно превратить свет в электричество внутри розетки?

Солнечные панели позволяют сделать электричество чуть ли не бесплатным.

Когда появились солнечные батареи

Солнечные батареи были изобретены достаточно давно. Впервые эффект преобразования света в электричество был обнаружен Александром Эдмоном Беккерелем в 1842 году. Для создания первых прототипов потребовалось почти сто лет.

В 1948 году, а именно 25 марта, итальянский фотохимик Джакомо Луиджи Чемичан смог сделать то, что мы теперь используем и развиваем. Спустя 10 лет в 1958 году технология впервые была опробована в космосе в качестве элемента питания американского спутника, названного ”Авангард-1”. Спутник был запущен 17 марта, а уже 15 мая того же года это достижение повторили в СССР (аппарат ”Спутник-3”). То есть технологи начала массово применяться в разных странах почти одновременно.

Использование солнечных панелей в космосе — обычная практика.

Подобные конструкции применяются в космосе до сих пор, как важный источник энергии. А еще их используют на Земле для обеспечения энергией домов и даже целых городов. А еще их начали встраивать в гражданские электромобили для обеспечения большей автономности.

Читайте также:
Разновидности увлажнителей воздуха с гигрометром

Вообще, важность подобных элементов невозможно переоценить. Только так можно добиться получения энергии в любой точке планеты. Гидроэнергетика, атомные станции, ветряки и тому подобные системы могут быть размещены только в определенных местах, стоят очень дорого или требуют соответствующей инфраструктуры. И только солнечные панели позволяют построить дом в пустыне и электрифицировать его. За относительно небольшие деньги. На «ветряк» их точно не хватит.

Как работают солнечные панели

Стоит немного уточнить, что понятие ”солнечная батарея” не очень правильное. Точнее правильное, но не имеющее отношение к тем системам питания, о которых мы говорим. Батарея там обычная, но получает энергию от солнечных панелей, которые преобразуют в электричество свет солнца.

В основе солнечной панели лежат фотоэлектрические ячейки, которые помещены внутрь общей рамы. Для создания таких ячеек чаще всего используется кремний, но возможно использование и других полупроводников.

Энергия вырабатывается в тот момент, когда на полупроводник попадают солнечные лучи и нагревают его. В результате этого внутри полупроводника высвобождаются электроны. Под действием электрического поля электроны начинают двигаться более упорядоченно, что и приводит к появлению электрического тока.

Примерно так выглядит солнечная панель.

Для того, чтобы получить электричество, надо подключить контакты к обеим сторонам фотоэлемента. В результате этого он начнет питать электричеством подключенный потребитель или просто заряжать батарею, которая потом будет отдавать электричество в сеть, когда это понадобится.

Основной упор на кремний делается из-за его кристаллических особенностей. Впрочем, в чистом виде кремний сам по себе является плохим проводником и для изменения свойств к нему делается крайне малое количество примесей, которые улучшают его проводимость. В основном в число примесей входит фосфор.

Как полупроводники вырабатывают электричество?

Полупроводник является материалом, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо их не хватает (p-тип). То есть полупроводник состоит из двух слоев с разной проводимостью.

В качестве катода в такой схеме используется n-слой. Анодом является p-слой. То есть электроны из первого слоя могут переходить во второй. Переход происходит за счет выбивания электронов фотонами света. Один фотон выбивает один электрон. После этого они, проходя через аккумулятор, попадают обратно в n-слой и все идет по кругу.

Когда энергия выработана, все начинается по кругу, а свет всегда горит.

В современных солнечных панелях в качестве полупроводника используется кремний, а начиналось все с селена. Селен показал крайне низкий КПД — не более одного процента — и ему сразу стали искать замену. Сейчас кремний в целом удовлетворяет требования промышленности, но есть у него и один существенный минус.

Обработка и очистка кремния для приведения его к тому виду, в котором его можно будет использовать, является достаточно затратной процедурой. Чтобы снизить стоимость производства, проводят эксперименты с его альтернативами — медью, индием, галием и кадмием.

Эффективность солнечных панелей

Есть у кремния еще один минус, который не так существенен, как стоимость, но с которым тоже надо бороться. Дело в том, что кремний очень сильно отражает свет и из-за этого элемент вырабатывает меньше электричества.

Даже повесив столько панелей, все равно надо обеспечивать их нормальную работу. В том числе бороться с отражением света.

Для того, чтобы уменьшить такие потери, фотоэлементы покрывают специальным антибликовым покрытием. Кроме такого слоя, надо использовать и защитный слой, который позволит элементу быть более долговечным и противостоять не только дождю и пыли, но даже падающим веткам небольшого размера. При установке на крыше дома это очень актуально.

Солнце -сила! Ее надо использовать!

Несмотря на общую удовлетворенность технологией и постоянную борьбу за улучшение показателей, современным солнечным панелям все равно есть куда стремиться. На данный момент массово производятся панели, которые перерабатывают до 20 процентов попадающего на них света. Но есть и более современные панели, которые пока ”доводятся до ума” — они могут перерабатывать до 40 процентов света.

А вообще, солнечная энергетика это круто! И помните, даже при таком «пАлящем» солнце система будет работать.

Все о солнечных батареях

  • Принцип работы
  • Типы фотоэлектрических преобразователей
  • Характеристики кремниевых солнечных батарей
  • Монокристалл
  • Поликристалл
  • Аморфный кремний
  • Обзор модулей, не использующих кремний
  • Полимерные и органические батареи
  • Как сделать правильный выбор
  • Почему так важна эффективность
  • Заключение
  • Видео по теме

Планета Земля и вся зародившаяся на ней жизнь прошла не малый путь эволюции. Солнце обеспечивало энергией все живое и неживое, на протяжении всего периода существования планеты. В 21 столетии мы научились неплохо взаимодействовать с солнечным светом и использовать его в качестве альтернативной энергетики. Для этого инженерами были разработаны и внедрены в эксплуатацию солнечные батареи.

Принцип работы

Конструкция множества солнечных батарей сделана по принципу, что они в физическом смысле являются фотоэлектрическими преобразователями. Электрогенерирующий эффект проявляется в месте «p–n» перехода.

Чтобы сконцентрировать в себе солнечную энергию, полупроводники выполнены в форме панелей. По этой причине эти конструкции получили одноимённое название в независимости от их формы (гибкие или статичные) — солнечные панели.

По какому принципу работают солнечные панели и системы на их основе? Панель включает в себя 2 кремневые пластины с различимыми друг от друга свойствами. Процесс вырабатывания электроэнергии происходит так:

  1. Воздействие солнечных лучей на первую приводит к недостаче электронов.
  2. При воздействии на вторую пластину, та получает избыток электронов.
  3. К пластинам подведены полосы из меди, проводящие ток.
  4. Полосы подключаются к преобразователям напряжения с встроенными АКБ.

Основа — это кремниевые пластины. Но чтобы данную конструкцию использовать в качестве источника бесперебойного питания (а не только во время солнцестояния), к ней подключаются не дешевые аккумуляторы (с их помощью подключенные к сети объекты расходуют энергию ночью).

В промышленности конструкция для поглощения энергии Солнца сделана из многочисленных ламинированных фотоэлектрических ячеек, связанных друг с другом и поставленных на гибкой или жесткой подставке.

Читайте также:
Необходимые знания о сетках против москитов » Строительство дома своими руками, ремонт квартиры и благоустройство дачного участка

Коэффициент полезного действия конструкции вычисляется исходя из применения разных факторов. Основными являются — чистота задействованного кремния и размещение кристаллов.

Процесс очищения кремния довольно сложен, да и расположить кристаллы в единой направленности не легко. Сложность процессов, отвечающих за повышение КПД конвертируется в высокую цену за подобное оборудование.

Солнечные панели — перспективное направление в энергетике, поэтому в исследования новых проектов в этой сфере инвестируется многомиллиардные вложения. Каждый квартал коэффициент фотоэлектрического преобразования повышается, благодаря манипуляциям с проводниками и элементами конструкции. При этом, за основу может браться не только кремний.

Типы фотоэлектрических преобразователей

В промышленности существует классификация солнечных батарей по типу устройства и применяемого фотоэлектрического слоя.

По устройству делятся на:

  • панели из гибких элементов, они же гибкие;
  • панели из жестких элементов.

При развертывании панелей чаще всего используются гибкие тонкоплёночные. Они укладываются на поверхность, игнорируя некоторые неровные элементы, что делает данный тип устройства — более универсальным.

По типу фотоэлектрического слоя для последующего преобразования энергии панели делятся на:

  1. Кремниевые (монокристалл, поликристалл, аморфные).
  2. Теллурий–кадмиевые.
  3. Полимерные.
  4. Органические.
  5. Арсенида–галлиевые.
  6. Селенид индия– меди– галлиевые.

Хотя разновидностей множество, львиную долю в потребительском обороте имеют кремниевые и теллурий–кадмиевые солнечные панели. Эти два типа выбирают из–за соотношения КПД/цена.

Характеристики кремниевых солнечных батарей

Кварцевый порошок — это сырьевой материал для кремния. Данного материала на Урале и Сибири очень много, поэтому именно кремниевые солнечные панели есть и будут в большем обиходе, чем остальные подтипы.

Монокристалл

Монокристаллические пластины (mono–Si) содержат в себе синевато–темный цвет, равномерно размещенный на всей пластине. Для таких пластин применяется максимально очищенный кремний. Чем он чище, тем КПД солнечных батарей выше и самую наибольшую стоимость на рынке таких устройств.

  1. Наивысший КПД — 17–25%.
  2. Компактность — задействование сравнительно с поликристаллом меньшей площади для развертывания оснащения в условиях тождества мощности.
  3. Износостойкость — бесперебойная работа выработки электроэнергии без замены основных комплектующих обеспечивается за четверть века.
  1. Чувствительность к пыли и грязи — осевшая пыль не дает батареям работать со светом от светила и соответственно уменьшает КПД.
  2. Высокая цена равна увеличенному сроку окупаемости.

Так как mono–Si нуждаются в ясной погоде и лучах Солнца, панели устанавливаются на открытых местах и поднятые на высоту. Насчет местности, то предпочтение отдается местности, в которой ясная погода обыденность, а количество солнечных дней приближено к максимальному.

Поликристалл

Поликристаллические пластины (multi–Si) наделены неравномерным синим окрасом из–за разнонаправленности кристаллов. Кремний не настолько чист, как в используемых mono–Si, поэтому КПД несколько ниже, вместе со стоимостью таких солнечных батарей.

Положительные факты поликристалла:

  1. Коэффициент полезного действия 12–18%.
  2. При неблагоприятной погоде КПД лучше, чем у Mono–Si.
  3. Цена данного агрегата меньше, а сроки окупаемости намного ниже.
  4. Ориентация на солнце не принципиальна, поэтому можно размещать их на крышах различных строений.
  5. Длительность эксплуатации — эффективность поглощения энергии и аккумулирования электричества падает до 20% спустя 20 лет непрерывной эксплуатации.
  1. КПД уменьшен до 12–18%.
  2. Требовательность к месту. Для развертывания нормальной станции выработки электроэнергии нужно больше места, чем при задействовании батареи из монокристалла.

Аморфный кремний

Технология производства панелей существенно отличается от предыдущих двух. В приготовлении задействованы горячие пары, опускающиеся на подложку без образования кристаллов. При этом используется меньше производственного материала и это учитывается при формировании цены.

  1. Коэффициент полезного действия — 8–9% во втором поколении и до 12% в третьем.
  2. Высокий коэффициент полезного действия при не совсем солнечной погоде.
  3. Возможность использования на гибких модулях.
  4. Эффективность батарей не падает вниз при повышении температуры, что позволяет монтировать их на всякие поверхности с нестандартной формой.

Основным недостатком можно считать меньший КПД (если сравнивать с иными аналогами), в связи с чем требуется большая площадь для получения сопоставимой отдачи от оборудования.

Обзор модулей, не использующих кремний

Солнечные панели, изготавливаемые из более дорогих аналогов, достигают коэффициента в 30%, они могут быть в несколько раз дороже аналогичных систем на основе кремния. Некоторые из них всё же имеют более низкий КПД, при этом обладая возможностью работать в агрессивной среде. Для изготовления таких панелей применяется чаще всего теллурид кадмия. Применяются и другие элементы, но реже.

Перечислим основные преимущества:

  1. Высокий КПД, от 25 до 35%, с возможностью достигнуть, в относительно идеальных условиях даже 40%.
  2. Фотоэлементы стабильны даже при температурах до 150 °C.
  3. Концентрация света от светила на маленькой панели позволяет обеспечить водяной теплообменник энергией, в результате чего образовывается пар, который вращает турбину и генерирует электричество.

Как и говорили ранее — минусом является высокая цена, но в некоторых случаях они являются лучшим решением. Например, в экваториальных странах, где поверхность модулей может нагреться до 80 °C.

Полимерные и органические батареи

Модули, созданные на основе полимерных и органических материалов, получили своё распространение в последние 10 лет, они создаются в виде плёночных конструкций, толщина которых редко превышает 1 мм. Их КПД близок к 15%, а стоимость в несколько раз ниже кристаллических аналогов.

  1. Низкая стоимость производства.
  2. Гибкий (рулонный) формат.

Недостатком панелей из этих материалов является снижение эффективности на длительной дистанции. Но этот вопрос ещё исследуется и производство постоянно модернизируется, чтобы исключить минусы, которые могут проявиться в существующем поколении такого вида батарей через 5–10 лет.

Как сделать правильный выбор

Для владельцев домов, расположенных на Европейском континенте выбор довольно прост — это поликристалл либо монокристалл из кремния. При этом, при ограниченных площадях стоит сделать выбор в пользу монокристаллических панелей, а при отсутствии таких ограничений — в пользу поликристаллических батарей. При выборе производителя, технических параметров оборудования и дополнительных систем стоит обратиться к компаниям, которые занимаются как продажей, так и установкой комплектов. Учитывайте, что вне зависимости от производителя — качество систем у «топовых» производителей вряд ли будет отличаться, поэтому не дайте себя обмануть, изучая ценовую политику.

Если решили заказать установку «солнечной фермы» под ключ, учтите, что сами панели в пакете таких услуг займут всего 1/3 общей стоимости, а окупаемость вплотную приблизится к отметке «10 лет»:

  1. Бюджетным, но эффективным выбором станут панели от компании Amerisolar, поликристаллическая модель носит название AS–6P30 280W, имеет размер 1640х992 мм и выдаёт, соответственно — 280 Вт мощности. КПД модуля составляет 17.4%. Из минусов — гарантия всего 2 года. Но стоимость ∼7 тыс. рублей.
  2. Аналогичным по мощности будет модуль RS 280 POLY от китайской Runda, стоимость ещё ниже — около 6 тыс. рублей.
  3. Если место ограничено, стоит обратить внимание на продукт компании LEAPTON SOLAR — LP72–375M PERC, КПД составляет 19.1%, и при размерах 1960х992 мм получаем на выходе 375 Вт энергии. Стоимость такой батареи будет в районе 10 тыс. рублей.
  4. Ещё одним эффективным вариантом с меньшими габаритами, 1686х1016 мм будет новинка от LG — NeOn 340 W. «Не он» может похвастаться КПД в 19.8%, но не может похвастаться стоимостью, она будет более чем в половину выше предыдущего образца — примерно 16 тысяч рублей.
  5. Для тех, кто хочет обратить своё внимание на премиальный сегмент, тайваньская компания BenQ выпустила на рынок монокристальный модуль SunForte PM096B00 333W, выдающий на выходе 333 Вт мощности, имеющий номинальный КПД в 20.4% при размерах 1559х1046 мм. Этот модуль получил впечатляющую стоимость в почти 35 тысяч рублей.
Читайте также:
Откуда начинать класть плитку - схемы укладки плитки на пол, стены

Читайте также: может ли быть использована солнечная панель для дачи, какие дополнительные устройства и материалы необходимы и как их выбрать.

Почему так важна эффективность

Большое значение эффективность приобретает при расчёте площади, которую вы можете использовать под систему солнечных батарей. При сопоставимых размерах описанных модулей от Amerisolar AS–6P30 280W (1.63 квадратных метра) и NeOn 340 W от LG (1.71 квадратных метра), разница в мощности на один квадратный метр на выходе будет составлять 15.6%. С одной стороны, это может показаться не очень эффективным, учитывая разницу в цене более чем в два раза, но в случае с ограниченным пространством или более агрессивной внешней средой, возможно, сдвинет ваш выбор в пользу этого известного производителя.

Увеличенный коэффициент полезного действия подчеркивает не только эффективность технологии изготовления, но и качественные материалы, используемые при изготовлении. Это сможет сказаться на сроках работы устройств, на устойчивость панелей к так называемой деградации. Не стоит забывать также и про гарантийные обязательства производителя. Имея представительства и гарантийные сервисы почти во всех уголках мира — LG сможет похвастаться более лояльным подходом к клиентам и выполнением своих обязательств.

Заключение

Если рассматриваете установку солнечной станции в качестве инвестиций, выбор моделей с меньшим КПД будет более оправданным. Если целью является использование системы в домашнем хозяйстве, по принципу «установил и забыл», мы порекомендуем обратить внимание на панели от более именитых производителей, это позволит получить большую отдачу от станции в долгосрочной (более 5 лет) перспективе.

Видео по теме

Принцип работы увлажнителя воздуха: типы работы, виды техники

  • Причины увлажнения воздуха
  • «Холодный» и «горячий» тип увлажнителя воздуха
  • Виды увлажнителей

В жизни возникает множество ситуаций, когда увлажнитель воздуха становится жизненно необходимым прибором, регулирующим в комнате влажность воздуха. Существует несколько видов таких аппаратов, действующих на абсолютно разных принципах. Перед их приобретением следует разобраться более подробно, зачем нужен этот прибор, как работает увлажнитель воздуха и в каких помещениях размещается та или иная модель.

Причины увлажнения воздуха

Многие привыкают к микроклимату своего дома. Поэтому зачастую не понимают, для чего нужно увлажнять воздух. И считают приобретение подобных аппаратов излишеством. Однако не так все просто.

  1. Например, если воздух сухой, то он сильно мешает легочным бронхам очиститься самостоятельно. Впоследствии это приводит к различным заболеваниям не только человека, но также животных и птиц. Особенно часто такие болезни возникают в зимний период, когда воздух значительно суше из-за обогрева.
  2. Астма, аллергия, наличие курильщиков, частое скопление пыли в доме или квартире, обитание в неблагоприятном районе, где воздух насыщен вредными веществами, склонность к аллергии – все это весьма существенные причины для установки увлажнителя воздуха.
  3. В комнатах увлажняют воздух для предупреждения развития заболеваний, связанных с потерей влаги. Причина заболеваний человека не только в этом.
  4. Поскольку на 80% наше тело состоит из воды, то жизненно важной потребностью является влажность воздушного пространства, состоящей в пределе 40-60%. Сухой воздух способствует появлению сонливости, увеличению рассеянности, усилению утомляемости.
  5. Важно знать, что для малышей, особенно грудничков, его влажность должна составлять не менее 50%, поскольку слизистые оболочки полости рта и носа у них очень нежные.
  6. Наконец, снижение влажности в доме или квартире приводит к усилению сухости кожи, появлению морщин, а значит к частому использованию косметики.

«Холодный» и «горячий» тип увлажнителя воздуха

Увлажнителем воздуха называется электрический аппарат, способствующей поддержанию в помещении комфортной атмосферы с требуемым уровнем влажности, который регулируется владельцем.

Принцип работы увлажнителя воздуха основан на испарении воды. Их работа основана либо на «холодном», либо на «горячем» варианте. Устройства такого рода не только увлажняют, но и ароматизируют воздух.

Увлажнитель воздуха с «холодным» вариантом считается классическим аппаратом. В нем установлен вентилятор, который активно подгоняет сухой воздух, поступивший из помещения к испарительному элементу с постоянно влажной сеткой. Благодаря такому способу аппарат обеспечивает требуемую влажность воздуха, без дополнительных контролирующих устройств.

Такой аппарат обладает многими положительными характеристиками. Он настолько безопасен, что его рекомендуют устанавливать в детской. Этот экономичный в электропотреблении вариант практически не производит шума. Аппарат отличается простотой в работе. Устанавливают аппарат рядом с источником тепла, повышая тем самым его интенсивность испарения, отчищая воздух и насыщая его парами.

  • «Горячий» вариант

В аппарате, работающем по «горячему» принципу, установлены два электрода. Благодаря нагреванию они превращают воду в пар. Этот прибор отличается значительной производительностью. Единственное замечание – чтобы эксплуатация этого аппарата была более экономична, для регулирования мощности увлажнения лучше применять особые контроллеры.

Виды увлажнителей

Выделяют несколько типов увлажнителей.

Читайте также:
Скачки напряжения: защита

  • Вариант «климатический комплекс»

Одним из вариантов такого аппарата является климатический комплекс. В нем вентилятор прогоняет воздух через испаритель, мощные угольные фильтры и мембрану с антибактериальной пропиткой, вылавливающую мелкую пыль. Воздух в результате очищается от таких примесей, как газы, табачный дым, запахи, шерсть животных, пыльца растений, микроскопические клещи и их отходы жизнедеятельности. Фильтры требуется периодически менять. Из комфортных его преимуществ важно отметить относительно скромное электропотребление, наличие комфортных для переноса ручек и простоту в его эксплуатации.

Климатические комплексы обладают встроенным прибором, насыщающим атмосферу комнаты, помещения, дома отрицательными ионами кислорода. Согласитесь, что в городах на сегодня это просто незаменимая вещь! Также эта установка может производить ароматизацию воздуха.

Минусом такого комплекса являются расходные материалы, такие фильтры и картриджи. Если первые требуется 4 раза в год, то последние обновляют раз в год. У климатических комплексов ограниченная (до 60%) влажность. К негативным качествам следует отнести размеры комплекса, значительную энергоемкость и свободный доступ для детей.

Этот аппарат считается самым дорогим среди всех увлажнителей, поскольку считается наиболее универсальным прибором, увлажняющим и очищающим воздух в комнате. Его устанавливают как в больницах, офисах, садах, так и в жилых помещениях комнатах, домах и квартирах.

  • Паровой увлажнитель

Для помещений с крупными размерами наилучшим вариантом считается паровой вариант увлажнителя. Его производительность весьма велика. Испаряемый им воздух подогревается аппаратом до 50-60 градусов, позволяя очищать атмосферу от разнообразных болезнетворных микроорганизмов. Принцип действия увлажнителя воздуха заключается в непрерывной работе двух электродов, нагревающих воду в аппарате до кипения и которые преобразуют ее в пар. Мобильный и устойчивый – этот вид увлажнителя является очень распространенным аппаратом.

Его корпус состоит из термостойкого пластика, а его безопасность обеспечивает трехкратная защитная система. Если крышка прибора не будет плотно закрыта, то аппарат не заработает. Если жидкости в аппарате нет, то он автоматически отключается.

Благодаря насадке, его используют и как ингалятор. В особенности, если его заправляют настоем из лекарственного сырья. Для людей с больным горлом это просто находка! Основная проблема аппарата в том, что он электроемок. Для его работы требуется 300-600 Вт/ч.

Это устройство увлажнителя воздуха не нуждается в сменных картриджах и фильтрах. Такой аппарат устанавливают в теплицах и оранжереях. Из недостатков следует отметить значительную мощность (300-600 ватт) и повышенный шумовой эффект. Однако существуют и компактные аппараты такого типа.

  • Ультразвуковой прибор

Принцип действия ультразвукового увлажнителя воздуха заключен в мельчайших частицах разбивающейся воды. Аппарат, в зависимости от влажности комнаты, самостоятельно выключается и включается, благодаря встроенному гиростату.

Как работает увлажнитель воздуха? Этот прибор создает водяное облако из жидкости, благодаря использованию высокочастотных колебаний. Проходя через это облако, воздух из сухого становится влажным и превращается в холодный туман. Этот аппарат не опасен для детей.

Однако этот аппарат очень капризен: для него необходима вода с определенной жесткостью. Если она не подходит, то на всем интерьере комнаты образуется солевой белый налет. Для того, чтобы этого избежать, применяют дистиллированную или кипяченую воду. Ее максимально допустимый параметр – 5,4 мг-экв/л. Для очищения воды этот аппарат требует смены картриджа через каждые 3 месяца. Является очень дорогим прибором, также как и его обслуживание.

Одним из наилучших вариантов считается бесшумная «мойка воздуха». С ней сразу понимаешь, для чего нужно увлажнять воздух. Этот комбинированный аппарат гармонично сочетает функцию очистителя воздуха с увлажнением. Его принцип действия основан на системе, состоящей из дисков, выполненных из пластика, которые при вращении превращают движущую в нем воду в мелкодисперсную пыль. Двигаясь, они регулярно смачиваются водой. Проходящий между ними воздух отчищается от тяжелых частиц, в т. ч. пылинок, и насыщается влагой. Потом грязь смывается.

В аппарате находится особая камера, в которой происходит ионизация попадающего в нее воздуха. В поддоне этого дорогого прибора часто устанавливают серебряный стержень, позволяющий очищать воздух от 650 видов микроорганизмов, в т. ч. от вирусов. Этот стержень требуется периодически обновлять. Для ароматерапии в аппарате установлен особый стаканчик для эфирного масла. Для нормальной работы прибора требуется 20 Вт/ч.

Про этот аппарат полезно знать некоторые факты:

  1. Этот аппарат неприхотлив в уходе, который заключается в подмывании дисков и поддона.
  2. Это устройство увлажнителя воздуха очень просто в эксплуатации и экономично в электроэнергии. Его кабель регулируется по длине. У такого аппарата нет расходных материалов. Его корпус является очень долговечным и надежным материалом. Его изготавливают из специального пищевого пластика.
  3. К сожалению, качество очищенного воздуха существенно ниже по сравнению с аппаратами со съемными фильтрами. Средний показатель такого увлажнителя – 85-95%. К тому же мойка воздуха сохраняет в воздушном пространстве все химические загрязнения, запахи и микроорганизмы.

При выборе увлажнителя следует ориентироваться на его цену и свои запросы. Возможно, с обработкой воздушного пространства в доме с успехом справится недорогой традиционный увлажнитель, а не «мойка воздуха».

Принцип работы и предназначение увлажнителя воздуха

Комфортный микроклимат в помещении – это баланс температуры и влажности. Первый показатель зависит от времени года и работы отопительных приборов. Для поддержания оптимального уровня влажности квартиру проветривают или пользуются увлажнителями воздуха.

  1. Нормы влажности воздуха
  2. Опасность сухого воздуха
  3. Принцип работы увлажнителя воздуха
  4. Правила выбора прибора
  5. Разновидности увлажнителей и их характеристики
  6. Традиционный
  7. Паровой
  8. Ультразвуковой
  9. Польза и вред увлажнителя воздуха
  10. Минусы устройства
  11. Нужно ли устройство зимой
  12. Инструкция по использованию
  13. Особенности моделей и дополнительные функции
  14. Место для увлажнителя воздуха

Нормы влажности воздуха

Увлажнитель воздуха искусственно повышает влажность воздуха в помещении

Воздух в помещении всегда содержит частицы влаги в форме водяного пара. Их концентрация зависит от температуры, времени года, типа комнаты. Показатели установлены по результатам исследований. Отклонение в меньшую сторону вызывает пересыхание слизистых оболочек, кожи и волос. Превышение нормы также вредно, избыток влаги проявляется конденсатом на стенах. Сырость приводит к образованию плесени, угрожающей здоровью жильцов квартиры.

Нормы влажности изменяются в зависимости от времени года:

  • зима – оптимальная 45-60%, допустимая 65%;
  • лето – рекомендованная 30-45%, допустимая 60%.
Читайте также:
Протекает крыша из профнастила в местах соединений

Микроклимат влияет не только на человека, но и на растения, окружающие предметы. Для них также разработаны оптимальные нормы влажности:

  • комнатные цветы – 50-70%;
  • оргтехника – 45-60%;
  • бумаги, книги – 40-60%;
  • мебель – 40-60%.

Относительную влажность в комнате измеряют с помощью специальных приборов – гигрометров. Для наглядности их шкала разделена на секторы, показывающие комфортные, низкие или высокие значения параметра.

Опасность сухого воздуха

Сухой воздух в квартире вреден для кожи, а также для здоровья дыхательной системы

Если уровень влаги в воздухе падает ниже 30%, человек ощущает дискомфорт. Появляется ощущение сухости во рту, кашель, заложенность носа. От недостатка влаги страдает кожа лица, рук и тела, волосы становятся ломкими. Человек ощущает зуд и дискомфорт, кожа быстрее стареет. В помещении появляется много пыли. Вирусы и аллергены быстро размножаются и атакуют ослабленный организм. Особенно чувствительны к низкой влажности дети. Они чаще болеют, становятся вялыми и апатичными.

Проблемы возникают не только со здоровьем. Деревянная мебель и паркет быстро теряют естественный уровень влажности. Доски рассыхаются, издавая характерный скрип. Решить проблему поможет увлажнитель для воздуха. Прибор действует автоматически, насыщая окружающее пространство водяным паром.

Принцип работы увлажнителя воздуха

Улучшить микроклимат можно с помощью комнатного фонтана или большого аквариума. Способы эффективны, но требуют высоких финансовых затрат и ухода. Климатическая техника обойдется дешевле, а эксплуатация ее не требует особых усилий.

Все приборы работают по принципу превращения воды в парообразное состояние. Затем мелкодисперсная взвесь поступает в помещение, смешиваясь с воздушными массами. Процесс происходит циклично, пока уровень влажности не достигнет рекомендованной нормы.

Правила выбора прибора

Выбрать прибор можно по принципу действия, мощности и внешнему виду

Перед покупкой климатической техники важно определиться с основными параметрами. Главные критерии:

  1. Объем помещения. От него зависит мощность устройства, для небольших комнат достаточно бытового увлажнителя.
  2. Тип аппарата. Климатическая техника выполняет одну функцию. Но действует по разным принципам. Существует несколько типов увлажнителей: паровые, традиционные, ультразвуковые. Модели имеют свои достоинства и недостатки, которые изучают заранее.
  3. Емкость бака. Объем заливаемой жидкости влияет на продолжительность работы аппарата. Чем он больше, тем реже придется его наполнять.
  4. Дополнительные функции. Продаются приборы с расширенными возможностями, среди которых встроенный гигрометр, мотор с низким уровнем шума, таймер, сенсорное управление, установка картриджей различного типа.

Климатические устройства должны иметь функцию автоматического отключения после испарения всего объема жидкости. Она обеспечит безопасность эксплуатации.

При выборе следует учесть, что встроенный гигрометр или гигростат не всегда является плюсом модели. Его датчики измеряют влажность вокруг прибора, где воздух сильнее всего насыщен паром. Устройство выключается, до конца не выполнив свои функции. В этом случае стоит установить рядом вентилятор, создающий принудительную циркуляцию.

Разновидности увлажнителей и их характеристики

Работа различных видов климатического оборудования дает одинаковый эффект – достижение оптимального уровня влажности в комнате. Существует 3 основных типа устройств: аппараты горячего или холодного увлажнения и ультразвуковые модели.

Традиционный

Увлажнитель с простым принципом действия пропускает воздух через влажный фильтр

Климатический аппарат наиболее простой конструкции. Он состоит из корпуса, бака и поддона с водой, поплавкового блока, а также картриджа или сменного элемента из гигроскопичного материала. Приборы функционируют по принципу естественного увлажнения воздуха. Встроенный вентилятор пропускает воздушный поток через увлажненный картридж. Одновременно с насыщением водой воздух очищается от частиц пыли.

  • холодный пар безопасен;
  • никое потребление электроэнергии (16-60 Ватт в зависимости от модели);
  • возможно использование водопроводной воды;
  • низкий уровень шума;
  • доступная стоимость.
  • низкая производительность;
  • частая замена бумажных вставок.

Оптимальный показатель влажности поддерживается автоматически. При достижении максимума в 60% работа прекращается. Рекомендуется устанавливать прибор около радиаторов отопления и других источников тепла.

Паровой

Паровой увлажнитель нагревает воду и выбрасывает пар в помещение

Внутрь прибора заливается вода, которая нагревательными элементами доводится до кипения. Горячий пар быстро увеличивает влажность в комнате, повышая температуру на 2-3°C. Климатическая техника проста в исполнении и не имеет фильтров для очистки воздуха. Уничтожение бактерий и микробов происходит за счет нагревания жидкости до 100°C. Устройства характеризуются высокой производительностью и способны поднять уровень влажности до 70-80%.

  • бюджетная стоимость;
  • высокая мощность;
  • отсутствуют ограничения по максимуму увлажнения;
  • прибор можно использовать в качестве ингалятора.
  • повышенное энергопотребление;
  • опасность получения ожога.

Прибор может увеличить влажность в доме выше желаемого значения. Чтобы предотвратить такую ситуацию, следует выбирать модель со встроенным гигрометром. Датчик отключит устройство после достижения нормального уровня влажности.

Ультразвуковой

Принцип действия ультразвукового увлажнителя

Наиболее технологичная климатическая техника имеет в своей конструкции специальную мембрану с высокой частотой колебаний. Принцип работы увлажнителя воздуха ультразвукового состоит в разбивании частиц воды на мельчайшие капли. Вентилятор прогоняет воздух через образовавшийся туман. В результате в помещение поступает влага. Фильтр, установленный в корпусе, задерживает частицы пыли, улучая общее состояние воздуха.

  • минимальный расход электричества;
  • возможность быстро изменять производительность прибора;
  • безопасность;
  • отсутствие шума;
  • модели с расширенным функционалом очищают и ионизируют воздух.

Минус – использование неочищенной воды приводит к попаданию в воздух микробов, имеющихся в жидкости.

Аппараты оснащают датчиками уровня жидкости и гигрометрами. При испарении всей воды или при достижении заданного параметра влажности они автоматически выключаются.

Польза и вред увлажнителя воздуха

От пересушенного воздуха в доме страдают взрослые и дети. Использование климатической техники помогает поддерживать благоприятный микроклимат. Модели с дополнительными функциями применяются для очистки, ионизации и ароматизации воздуха. Достаточное количество влаги способствует повышению иммунитета и работоспособности. Приборы незаменимы при выращивании экзотических растений, требующих высокого уровня влажности. Их устанавливают не только в квартирах, но и в оранжереях, теплицах.

Минусы устройства

Вред от климатической техники появляется только при неправильном ее использовании или покупке некачественных моделей. Чаще всего проблемы возникают с паровыми приборами. Горячая струя может повредить мебель, обои или спровоцировать ожог кожи. Чтобы не было неприятных ситуаций, следует устанавливать аппарат по инструкции производителя.

Нужно ли устройство зимой

Если нет бытового прибора, можно воспользоваться альтернативными способами повысить влажность

Читайте также:
Смазка для опалубки: разновидности и советы по подбору

В зимнее время, когда начинается отопительный сезон, сухой воздух становится настоящей проблемой. Горячие радиаторы и другие отопительные приборы понижают процент влаги. Такой микроклимат вредит здоровью людей, негативно влияет на растения, мебель, книги. Проветривание частично решает проблему, но низкая температура не позволяет выполнять его часто. Герметичные пластиковые окна и круглосуточный обогрев батареями способствуют созданию опасного микроклимата в помещении.

Именно в зимний период актуально использование климатической техники. Для улучшения самочувствия больных ОРВИ и других болезней дыхательных путей, а также в профилактических целях врачи советуют применять увлажнители воздуха.

Инструкция по использованию

Перед включением прибора необходимо прочитать инструкцию. Производитель дает рекомендации по качеству заливаемой воды, параметрам сети питания.

  • Использование очищенной жидкости позволяет реже менять фильтры, предохраняет элементы конструкции от накипи и образования известкового налета.
  • После окончания работы увлажнителя необходимо сливать остатки воды. В ней увеличивается количество бактерий, которые при повторном включении попадут в воздух.
  • В промежутке между применениями желательно просушить аппарат.
  • Нельзя устанавливать его возле стен, мебели, на гладкой или неустойчивой поверхности.

Если прибор упал во время эксплуатации, его сразу отключают от питания.

Особенности моделей и дополнительные функции

Антибактериальный фильтр для дополнительного обеззараживания воздуха

Популярная модель среди традиционных увлажнителей воздуха Boneco E2441. Внутри устройства имеется антибактериальный фильтр, обеспечивающий повышение влажности и очищение воздуха. Для обеззараживания воды установлен серебряный стержень, рассчитанный на год эксплуатации. Аппарат работает в двух режимах. При минимальной мощности низкий уровень шума позволяет использовать его в ночное время или в детских комнатах. В комплект входит емкость для ароматических веществ.

Ультразвуковой увлажнитель Tefal Aqua Perfect HD5230 выполнен в стильном черном корпусе с ЖК-дисплеем. Сенсорная панель позволяет легко регулировать мощность подачи пара, переключать прибор в ночной режим. Сопло увлажнителя поворачивается на 360°, направляясь в нужную сторону. Дополнительной функцией является теплый пар, имеющий антибактериальный эффект. Прибор работает с минимальными показателями шумности, оснащен встроенным гигрометром. Вместительный резервуар рассчитан на 30 часов работы.

Паровой увлажнитель Boneco S450 с производительностью 550 г/час способен улучшить микроклимат в помещении площадью до 60 кв. м. Модель можно использовать для ингаляций с лекарственными препаратами и аромотерапии. Процедуры полезны при лечении заболеваний верхних дыхательных путей, они укрепляют иммунитет. Аппарат имеет LED-дисплей с сенсорным управлением. Оснащение трехуровневой системой безопасности делает эксплуатацию устройства простой и надежной.

Место для увлажнителя воздуха

Один прибор может обслуживать только одну комнату

Чтобы действие прибора приносило максимальную пользу, необходимо правильно выбрать место его размещения. Тяжелый воздух, насыщенный паром, быстро опускается вниз, чтобы этого избежать используют подставку в виде полки или табурета. Параметры высоты установки составляют:

  • минимальная – 50 см;
  • максимальная – 100 см.

Габаритные устройства емкостью около 9 л не требуют подставки, поэтому их размещают на полу. Их можно ставить недалеко от батареи. В этом случае теплые воздушные массы будут насыщаться влагой и распределяться по комнате.

Увлажнитель не должен быть направлен на обои, мягкую или корпусную мебель. Отличный выбор полка с комнатными растениями, которым необходим влажный микроклимат. Важным фактором является удаленность от розетки. Ведь прибор работает от электрического тока. При установке увлажнителя в детской комнате, родители должны позаботиться о безопасности. Прибор размещают за пределами досягаемости ребенка.

Создание в помещении комфортного микроклимата – это забота о здоровье и самочувствии членов семьи. Применение любого типа увлажнителей воздуха поможет избежать болезней, сохранить красоту и молодость кожи.

Как работает увлажнитель воздуха: устройство, принцип работы и разновидности приборов

Все организмы получают воду не только во время утоления жажды, но и из окружающей среды. Не всегда естественный уровень влажности отвечает санитарным нормам. Чтобы достичь необходимого значения, используются устройства, насыщающие воздух благотворной влагой. С принципом действия этих аппаратов стоит ознакомиться. Верно?

Мы расскажем, что собой представляет и как работает увлажнитель воздуха, позволяющий создать в помещении комфортный микроклимат. В предложенной нами статье описаны типы приборов, приведены их технические и технологические различия. Даны ценные рекомендации, определяющие выбор наилучшей для вас модели.

Зачем вам нужен увлажнитель воздуха?

Когда начинается сезон отопления, то следить за этим нужно еще тщательнее. Ведь из-за нагрева воздух дополнительно высушивается, что негативно сказывается на самочувствии.

Если говорить точнее, то при работе отопительных приборов относительная влажность внутри помещения может снижаться вплоть до 20 %. Для сравнения, в Сахаре этот параметр составляет не менее 25%. То есть, можно сказать, что многие люди работают в условиях, которые вполне можно сопоставить с пустынными.

Конечно, чтобы решить такую проблему, можно воспользоваться «бабушкиной» методикой — развесить по всему дому или квартире мокрое белье. Но явный недостаток подобного метода заключается в невозможности поддерживать нужную влажность.

Лучшим решением будет приобрести специализированный прибор — увлажнитель. С его помощью можно легко поддерживать определенную влажность как в офисном, так и в жилом помещении. Увлажнитель воздуха поможет создать поистине благоприятный и комфортный для человека микроклимат.

Отличительная черта современных моделей моек воздуха заключается в том, что они автоматически поддерживают указанный пользователем уровень влажности. Благодаря этому повышается экономичность и безопасность эксплуатации подобного устройства.

Если потратиться на такой прибор, то спустя некоторое время можно заметить, что домочадцы, в частности дети, намного реже болеют. При этом кожа станет более гладкой и шелковистой, что позволяет немного, но приостановить процесс старения. К тому же в увлажненном воздухе сильно снижается вирусная активность.

Оптимальная влажность важна не только для людей, но и для деревянных или бумажных изделий. То есть путем покупки мойки воздуха можно защитить мебель, книги, картины, рамы, документы, паркет, музыкальные инструменты и многое другое от пересыхания, растрескивания и неисправимых повреждений.

В конце концов, нормальная влажность в комнате благоприятно повлияет на растения. Ведь в большинстве случаев на подоконниках стоят представители тропиков. На такие растения сухой климат влияет пагубно. Но в случае создания оптимального микроклимата они будут расти интенсивнее, обильнее цвести и не желтеть.

Читайте также:
Пластиковая плитка для дорожек на даче

Принцип работы типового увлажнителя

С тем, для чего нужен подобный девайс, разобрались. Но как он работает? Независимо от вида увлажнителя воздуха, принцип его работы основывается на испарении воды.

Реализовываться это может путем кипячения или за счет ультразвукового колебания тонкой мембраны. При этом для активации нужно только залить в него воду, включить в розетку и щелкнуть по кнопке.

Кроме своей основной функции, увлажнитель может выполнять ряд дополнительных задач.

К ним следует отнести:

  • очистку воздуха от разнообразных примесей и пыли;
  • устранение электростатических зарядов;
  • выполнение роли светильника.

Неплохим решением будет установить капсулу с ароматическими маслами. Такое решение позволит не только поддержать оптимальный уровень влажности, но и подлечиться, вдыхая целебные пары.

Существующие виды увлажнителей воздуха

Прежде чем отправляться в магазин, необходимо во всех подробностях разобраться с существующими типами приборов — на рынке тысячи вариантов, отличающихся мощностью, наличием каких-либо дополнительных функций и, конечно же, ценой. Первое, на что следует обратить внимание, при выборе такой бытовой техники — это вид увлажнителя воздуха.

Все представленные на рынке модели условно можно поделить на следующие категории:

  • ультразвуковые;
  • паровые;
  • классические;
  • мойки;
  • климатические комплексы.

Каждый тип увлажнителя воздуха имеет свои преимущества и недостатки, которые обязательно нужно учитывать при выборе. Причем каждый из них работает по своему принципу, поэтому некоторые модели не рекомендуется ставить в комнатах, где живут дети.

Ультразвуковые увлажнители

Наиболее распространенными являются устройства, испаряющие воду за счет ультразвуковых колебаний тончайшей мембраны. Именно использование в процессе проектирования этих элементов инновационных технологий и принесло приборам признание миллионов покупателей по всему миру.

Принцип работы ультразвукового вида приборов: вода становится паром за счет высокочастотных колебаний. То есть воздух всасывается из комнаты, после чего он проходит через устройство и насыщается жидкостью. Далее он возвращается в жилое помещение, но уже в виде влажного тумана.

Получающийся воздух не нагревается. Поэтому можно не бояться обжечься им. Соответственно, ультразвуковые увлажнители полностью безопасны для маленьких детей, что предоставляет возможность устанавливать их в детской комнате.

Если дома есть предметы старины, которые требуют к себе особого, трепетного ухода, то такие увлажнители будут оптимальным решением. В этом случае антикварная мебель, украшения, паркет, музыкальные инструменты и многое другое не будут подвержены влиянию пересушенного воздуха.

Среди всех представленных на рынке устройств ультразвуковые приборы выделились благодаря следующим своим преимуществам:

  • высокая технологичность делает их эксплуатацию безопасной. Прибор автоматически будет выключаться в случае отсутствия в резервуаре воды или если крышка была неплотно закрыта;
  • низкий шум не будет мешать просмотру фильма или отдыху;
  • вращающийся распылитель равномерно увлажняет воздух в комнате;
  • встроенный гигростата осуществляет автоматическое включение/выключение, поддерживая при этом комфортный микроклимат, и экономя электроэнергию;
  • наличие эффективного фильтра-картриджа позволяет очистить воду и избежать появления на мебели и предметах интерьера белого налета.

Многие модели для удобства оборудуются специальным индикатором, который показывает нынешний уровень влажности воздуха. Также устройства различаются по способу управления. Некоторые из них включаются при помощи поворотной ручки, а другие — путем нажатия сенсорных кнопок.

Паровые увлажнители

Устройства парового типа поддерживают оптимальную влажность за счет горячего испарения. В этом случае вода подогревается при помощи пары электродов, что приводит к ее переходу в газообразное состояние.

Явное преимущество моделей — поднять влажность воздуха свыше 60%. При этом паровые устройства отличаются немалой производительностью. Например, некоторые увлажнители могут испарять порядка 0,7 л воды всего за один час.

Изготавливаются подобные приборы из специального термостойкого пластика. Для удобства эксплуатации они снабжаются откидной ручкой, что позволяет удобно перенести их в другое место.

Особое внимание необходимо уделить безопасности паровых увлажнителей воздуха. Множество современных моделей могут похвастаться трехкратной системой защиты — если вода полностью испарилась или крышка была закрыта неплотно, то прибор просто-напросто не включится.

Что касается недостатков, то паровые приборы потребляют много электроэнергии. К тому же они редко снабжаются гигростатом, поэтому его придется докупать отдельно.

Область их применения не ограничивается только увлажнением воздуха в комнате. Оборудование может использоваться для ингаляций и ароматерапии. Для этого нужно вставить капсулу с лекарственным препаратом, сесть рядом и вдыхать теплые и лечебные пары.

А если во время подобной процедуры использовать ароматизаторы, то можно наполнить свое жилище запахами цветов, фруктов или, например, шоколада, что поднимет настроение каждому члену семьи. Также можно поставить паровой увлажнитель в оранжерею, теплицу, зимний сад. Они позволят создать в них оптимальный микроклимат для роста и цветения растений.

Какие устройства относят к традиционным?

Традиционные или классические приборы отличаются достаточно простой конструкцией, низкой шумностью и невысоким потреблением электроэнергии.

Они обычно оборудуются встроенным вентилятором, который втягивает воздух из комнаты и прогоняет его через испаритель. Работают без гигростата, а нужная влажность поддерживается автоматически.

Если нужно увеличить эффективность устройства, то его можно поставить в месте с наилучшей циркуляцией воздуха или оставить его возле источника тепла. Такие решения позволяют не только повысить производительность увлажнителя, но избавиться от грязи и пыли, витающей в комнате. Этого практически невозможно добиться, сделав даже тщательную уборку.

Сегодня производители думают об удобстве покупателей. Поэтому многие классические модели позволяют, не заглядывая внутрь увлажнителя, узнать, сколько воды в нем осталось.

Хорошим выбором станут устройства, которые при очистке воздуха уничтожают болезнетворные микроорганизмы. Классические увлажнители воздуха также могут использоваться для ароматерапии. Для этого нужно лишь вставить в них специальную капсулу.

Впоследствии устройство начнет источать аромат, создавая комфортный для нахождения в комнате микроклимат. Ведь ничто так не расслабляет и не снимает стресс, как запах любимых цветов.

Мойки воздуха и их особенности

Отличие мойки от всех, перечисленных выше, типов устройств заключается в том, что она сочетает в себе функции не только увлажнителя, но и очистителя воздуха. То есть такой прибор представляет собой некий пылесос, занимающийся влажно-механической уборкой. При этом не нужно будет докупать какие-либо сменные элементы или расходные материалы.

Читайте также:
Необходимые знания о сетках против москитов » Строительство дома своими руками, ремонт квартиры и благоустройство дачного участка

Конструкцию мойки воздуха можно считать поистине гениальной. Благодаря системе, которая состоит из пластиковых дисков, вода из резервуара приподнимается. Далее, проходящий через нее воздух очищается от цветочной пыльцы, пыли и целого перечня других вредных частиц.

Среди множества достоинств прибора особенно стоит выделить:

  • антибактериальную и противовирусную защиту;
  • несколько ступеней мощности;
  • низкий уровень шума;
  • длительный срок службы;
  • простоту конструкции;
  • легкость эксплуатации.

Неплохим выбором будет покупка устройств, внутри которых есть ионизирующей стержень из серебра. Этот металл эффективно обеззараживает воду. При этом служит стержень достаточно долго, а количество ионов в нем остается практически неизменным.

Климатические комплексы для дома

В отдельную категорию следует отнести климатические комплексы. Принцип их функционирования основывается на естественном насыщении воздуха в комнате влагой. В таких приборах есть специальный вентилятор, который прогоняет поток через воду, в результате чего она испаряется.

Последней новинкой среди таких устройств являются модели с противоаллергенным фильтром HEPA. Этот элемент улавливает самые разнообразные микрочастицы, включая пыль, патогенные бактерии, вирусы и многое другое.

А благодаря наличию угольного фильтра, работающего по принципу аналогичных устройств для кухонной вытяжки, воздух избавляется от неприятных запахов. Например, такое решение позволит очистить комнату от вредных для организма газов или табачного дыма.

В список преимуществ климатических комплексов следует включить низкое потребление электроэнергии, а также высокую эффективность. При этом они позволяют заниматься ароматерапией, которая успокоит нервную систему, а также снимает напряжение, что особенно важно после тяжелого трудового дня.

Что касается недостатков, то такие модели имеют определенное ограничение влажности — до 60%. К тому же периодически придется менять фильтры, а большие габариты устройства займут драгоценные квадратные метры, что не очень понравится владельцам небольших квартир.

Область применения климатических комплексов охватывает как жилые помещения, так и офисы. Их без проблем можно использовать в детских комнатах, а благодаря высокой производительности устройства смогут очистить даже задымленное и запыленное помещение.

На что смотреть при покупке увлажнителя

Невозможно точно ответить на то, какой увлажнитель воздуха лучше. Ведь для каждого отдельного помещения нужно подбирать свое устройство. Например, если в комнате просто сухой воздух, то можно обойтись недорогим прибором.

Но все меняется, если устройство покупается для ребенка с проблемами дыхания. В этом случае лучше потратиться на дорогую климатическую систему.

Как рассчитать производительность?

Перед походом в магазин необходимо определиться с бюджетом, который может быть потрачен на покупку. В зависимости от этой суммы можно определяться с характеристиками устройства.

В большинстве случаев на коробке с увлажнителем указывается объем воздуха, который проходит через фильтр за единицу времени. В этом случае лучше отдавать предпочтение моделям, которые за один час обработают минимум два объема комнаты. Чтобы рассчитать габариты помещения, необходимо высоту потолков умножить на площадь.

Расход воды и уровень шума

От размеров бака напрямую зависит, в течение какого времени увлажнитель будет работать без необходимости доливки воды. Что касается расхода, то смотрите на модели, испаряющие 8-12 л за сутки. Их ассортимент достаточно велик. Поэтому каждый сможет подобрать оптимальное по качеству и стоимости устройство.

Уровню шума нужно уделить особое внимание. Ведь никому не понравится, если увлажнитель воздуха постоянно будет издавать неприятный и мешающий звук. С таким устройством будет просто невозможно выспаться.

Полезные дополнительные функции

Неплохим решением будет заказать увлажнитель воздуха с индикатором, показывающим, что нужно долить воду. С его помощью пользоваться прибором становится проще.

Уделите внимание функциям автоотключения при опрокидывании устройства и защиты от работы без воды. Ведь можно просто забыть наполнить бак или случайно задеть прибор, что приведет к возникновению пожара. Помните, что увлажнитель воздуха, прежде всего, должен быть безопасным для домочадцев.

К приведенным выше функциям также стоит добавить следующие полезные детали:

  1. Индикатор необходимости очистки. Все насадки, емкости и фильтры требуют регулярного ухода. Поэтому лучше покупать прибор, который сам подскажет, когда его нужно очистить.
  2. Ручка. Чтобы не ходить в обнимку с увлажнителем, покупайте модель, удобную для переноски.
  3. Вращающийся распылитель. С его помощью влага будет распределяться по комнате равномерно.
  4. Ночной режим. Эта функция особенно актуальна для увлажнителей воздуха, которые сильно шумят или оборудованы чрезмерно ярким дисплеем.
  5. Защита от неплотно закрытого бака с водой или некорректной сборки.

Неплохим решением будет покупка устройства, которое помимо очистки еще и ионизирует воздух. Ведь в этом случае воздух будет лучше притягивать к себе влагу, что сделает работу прибора более эффективной. Но отдавайте предпочтение моделям, которые позволяют выключить ионизацию.

Чтобы в квартире всегда пахло цветами, совсем необязательно заставлять все подоконники растениями. Достаточно приобрести увлажнитель с функцией ароматизации. Как правило, пахнущий раствор наливается в специальную капсулу, через которую втягивается воздух.

Довольно часто увлажнители воздуха будут работать ночью. Поэтому стоит подумать о подсветке воды. Такая ночная лампа может быть установлена в детской комнате и сделает ее интерьер более уютным для ребенка. Но важно, чтобы подсветка при необходимости отключалась.

Кроме увлажнителей функциями повышения уровня влаги в окружающем воздухе наделены многие модели кондиционеров. С ориентирами их выбора для обустройства квартиры ознакомит рекомендуемая нами статья.

Выводы и полезное видео по теме

Видео о выборе увлажнителя от доктора Комаровского:

Принцип действия моек воздуха рассмотрен в видеоролике:

Многим может показаться, что увлажнитель воздуха — это абсолютно бесполезный прибор, на который не стоит тратиться. Но такая малозаметная, на первый взгляд, работа подобной климатической техники поднимает настроение, улучшает самочувствие и здоровье пользователя.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как выбирали увлажнитель для улучшения микроклимата в вашем доме/квартире/офисе. Поделитесь собственными ориентирами, повлиявшими на приобретение той либо иной модели. Задавайте вопросы, публикуйте фотоснимки по теме статьи.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: